李 靜

（北京化工研究院燕山分院，北京 102500）

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，尤其是對(duì)汽車安全性、舒適性和駕駛操作性要求越來越高，汽車減震制品用量逐年增大。未來隨著高檔轎車產(chǎn)量增大，汽車用減震橡膠制品需求增長(zhǎng)速度更快。一輛高檔轎車用減震橡膠制品多達(dá)60件左右，同時(shí)品種、類型和用途不同，因此對(duì)材料的要求也是多樣化的。由于汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，致使發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣管的溫度升高，用于這些部位的橡膠減震件需要采用耐熱性能好的三元乙丙橡膠（EPDM）[1]。

但EPDM存在有效阻尼溫度較低且區(qū)域較窄的不足，該問題的解決越來越受到重視[2-3]。改進(jìn)橡膠阻尼性能常用的方法有共混、共聚及有機(jī)雜化等，其中有機(jī)小分子化合物與聚合物復(fù)合形成雜化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系被認(rèn)為是一種制備高性能阻尼材料的新方法，受到廣泛關(guān)注[4-7]。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

EPDM，牌號(hào)J-4045，中國石油吉林石化公司產(chǎn)品；納米活性氧化鋅，寶雞天鑫工業(yè)添加劑有限公司產(chǎn)品；增粘樹脂BH-1，無錫市賓王化工廠產(chǎn)品；增粘樹脂CH-FE和增粘樹脂CH-FR，上海加成有限公司產(chǎn)品；EPDM專用增粘樹脂，山西化工研究所（有限公司）產(chǎn)品；增粘樹脂GC和樹脂王，廣州來力實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn)品；防老劑1010、防老劑1076和防老劑1520，巴斯夫（中國）有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)配方

EPDM，100；活性氧化鋅，5；硫黃，1.5；促進(jìn)劑TMTD，1；促進(jìn)劑M，0.5；增粘樹脂（增粘樹脂BH-1、增粘樹脂CH-FE、EPDM專用增粘樹脂、增粘樹脂CH-FR、增粘樹脂GC和樹脂王）/酚類防老劑（防老劑1010、防老劑1076和防老劑1520），40。

1.3 試樣制備

先將EPDM在雙輥開煉機(jī)［輥距0.7 mm，輥溫（35±5）℃］上塑煉至包輥（約1 min），再依次加入活性氧化鋅、酚類防老劑、增粘樹脂、硫化劑、促進(jìn)劑，混煉均勻后下片?；鞜捘z停放24 h后在平板硫化機(jī)上硫化。

1.4 性能測(cè)試

動(dòng)態(tài)力學(xué)性能（DMA）測(cè)試在美國TA儀器公司的2980動(dòng)態(tài)力學(xué)能譜儀上進(jìn)行，拉伸測(cè)試模式，頻率5 Hz，升溫速率3 ℃·min－1，溫度范圍－100～＋150 ℃，應(yīng)變0.25%，試樣尺寸10 mm×10 mm×6 mm。

2 結(jié)果與討論

2.1 EPDM的阻尼性能

從EPDM的結(jié)構(gòu)來看，其丙烯單體上的側(cè)甲基導(dǎo)致分子鏈的空間位阻大，分子鏈在受到外力作用時(shí)內(nèi)耗較大，因此EPDM具有阻尼性能。

EPDM的阻尼性能如圖1所示（tanδ為損耗因子，tanδ大于0.3的溫度范圍表征阻尼性能）。從圖1可以看出，EPDM的tanδ峰值為1.24，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為－31.5 ℃，tanδ大于0.3的溫度范圍是－42.0～－14.7 ℃，這表明EPDM的有效阻尼溫度較低且區(qū)域較窄，因此EPDM作為阻尼材料的應(yīng)用受到限制。

圖1 EPDM的tanδ-溫度曲線

2.2 EPDM/增粘樹脂BH-1復(fù)合材料的阻尼性能

增粘樹脂BH-1是熱塑性的非反應(yīng)型對(duì)-特辛基酚醛增粘樹脂，是一種高效增粘劑，其叔丁基、苯環(huán)、端羥基空間位阻較大，與EPDM的側(cè)甲基共同作用，可以提高復(fù)合材料的阻尼性能。

(一)總結(jié)新的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，豐富社會(huì)主義初級(jí)階段內(nèi)涵，深化對(duì)黨的基本路線認(rèn)識(shí)，確立黨的基本綱領(lǐng)和基本經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步拓展了中國特色社會(huì)主義道路的理論底蘊(yùn)

增粘樹脂BH-1是一種熱塑性非反應(yīng)型對(duì)-特辛基酚醛增粘樹脂，其叔丁基、苯環(huán)、端羥基空間位阻較大，可以與EPDM的側(cè)甲基作用發(fā)揮阻尼效能。

EPDM/增粘樹脂BH-1復(fù)合材料的阻尼性能如圖2所示。從圖2可以看出：EPDM/增粘樹脂BH-1復(fù)合材料有2個(gè)tanδ峰，第1個(gè)tanδ峰值為0.89，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為－23.9 ℃，tanδ大于0.3對(duì)應(yīng)的溫度范圍是－38.5～－0.7 ℃；第2個(gè)tanδ峰值為0.2，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為89.4 ℃。與EPDM相比，EPDM/增粘樹脂BH-1復(fù)合材料高溫區(qū)域的阻尼性能提高，有效阻尼溫域加寬。

圖2 EPDM/增粘樹脂BH-1復(fù)合材料的tanδ-溫度曲線

2.3 EPDM/增粘樹脂CH-FE復(fù)合材料的阻尼性能

增粘樹脂CH-FE是改性的熱塑性多元烷基苯酚-甲醛樹脂，是高效增粘劑，其多元烷基、苯環(huán)空間位阻大，與EPDM的側(cè)甲基共同作用，賦予復(fù)合材料極佳的初始粘性。

EPDM/增粘樹脂CH-FE復(fù)合材料的阻尼性能如圖3所示。從圖3可以看出：EPDM/增粘樹脂CH-FE復(fù)合材料有2個(gè)tanδ峰，第1個(gè)tanδ峰值為0.99，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為－33.1℃，tanδ大于0.3的溫度范圍是－41.6～－18.3 ℃；第2個(gè)tanδ峰值為0.41，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為127.9 ℃，tanδ大于0.3的溫度范圍是114.8～138.6 ℃。與EPDM相比，EPDM/增粘樹脂CH-FE復(fù)合材料高溫區(qū)域的阻尼性能明顯提高，有效阻尼溫域大幅加寬。

圖3 EPDM/增粘樹脂CH-FE復(fù)合材料的tanδ-溫度曲線

2.4 EPDM/EPDM專用增粘樹脂復(fù)合材料的阻尼性能

EPDM專用增粘樹脂為特定的烷基酚醛樹脂，是熱塑性增粘劑。

EPDM/EPDM專用增粘樹脂復(fù)合材料的阻尼性能如圖4所示。從圖4可以看出：EPDM/EPDM專用增粘樹脂復(fù)合材料有2個(gè)損耗峰，第1個(gè)tanδ峰值為1.02，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為－27.5 ℃，tanδ大于0.3的溫度范圍是－38.6～－7.7 ℃；第2個(gè)tanδ峰值為0.24，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為91.5 ℃。與EPDM相比，EPDM/EPDM專用增粘樹脂復(fù)合材料高溫區(qū)域的阻尼性能明顯提高，有效阻尼溫域大幅加寬。

圖4 EPDM/EPDM專用增粘樹脂復(fù)合材料的tanδ-溫度曲線

2.5 EPDM/增粘樹脂CH-FR復(fù)合材料的阻尼性能

增粘樹脂CH-FR是烷基酚醛熱塑性樹脂，其與EPDM相溶性大，可改善EPDM的耐老化性能和化學(xué)穩(wěn)定性，可使復(fù)合材料保持良好的粘性，對(duì)復(fù)合材料物理性能基本無影響。

EPDM/增粘樹脂CH-FR復(fù)合材料的阻尼性能如圖5所示。從圖5可以看出：EPDM/增粘樹脂CH-FR復(fù)合材料有2個(gè)損耗峰，第1個(gè)tanδ峰值為1.0，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為－26.9 ℃，tanδ大于0.3的溫度范圍是－38.4～－7.5 ℃；第2個(gè)tanδ峰值為0.27，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為92.7 ℃。與EPDM相比，EPDM/增粘樹脂CH-FR復(fù)合材料高溫區(qū)域的阻尼性能明顯提高，有效阻尼溫域大幅加寬。

圖5 EPDM/增粘樹脂CH-FR復(fù)合材料的tanδ-溫度曲線

2.6 EPDM/增粘樹脂GC復(fù)合材料的阻尼性能

增粘樹脂GC是改性的熱塑性多元烷基苯酚-甲醛樹脂，屬高效增粘劑。

EPDM/增粘樹脂GC復(fù)合材料的阻尼性能如圖6所示。從圖6可以看出：EPDM/增粘樹脂GC復(fù)合材料有2個(gè)損耗峰，第1個(gè)tanδ峰值為0.95，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為－33.0 ℃，tanδ大于0.3的溫度范圍是－41.7～－17.3 ℃；第2個(gè)tanδ峰值為0.41，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為130℃，tanδ大于0.3的溫度范圍是116.4～141.6 ℃。與EPDM相比，EPDM/增粘樹脂GC復(fù)合材料高溫區(qū)域的阻尼性能明顯提高，有效阻尼溫域大幅加寬。

圖6 EPDM/增粘樹脂GC復(fù)合材料的tanδ-溫度曲線

2.7 EPDM/樹脂王復(fù)合材料的阻尼性能

樹脂王是叔丁酚與乙炔的縮合物，可以提高膠料的初粘性、存放粘性和濕熱條件下的粘性。

EPDM/樹脂王復(fù)合材料的阻尼性能如圖7所示。從圖7可以看出：EPDM/樹脂王復(fù)合材料有2個(gè)損耗峰，第1個(gè)tanδ峰值為0.79，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為－33.0 ℃，tanδ大于0.3的溫度范圍是－39.6～－15.3 ℃；第2個(gè)tanδ峰值為0.54，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為137.6℃，tanδ大于0.3的溫度范圍是127.5～147.7 ℃。與EPDM相比，EPDM/樹脂王復(fù)合材料高溫區(qū)域的阻尼性能明顯提高，有效阻尼溫域大幅加寬。

圖7 EPDM/樹脂王復(fù)合材料的tanδ-溫度曲線

2.8 EPDM/防老劑1010復(fù)合材料的阻尼性能

在EPDM/酚類防老劑復(fù)合材料中，受阻酚類防老劑的叔丁基、苯環(huán)、端羥基空間位阻較大，與EPDM的側(cè)甲基共同作用，可提高復(fù)合材料的阻尼性能。

EPDM/防老劑1010復(fù)合材料的阻尼性能如圖8所示。從圖8可以看出：EPDM/防老劑1010復(fù)合材料有3個(gè)tanδ峰，第1個(gè)tanδ峰值為1.19，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為－33 ℃，tanδ大于0.3對(duì)應(yīng)的溫度范圍是－42.7～－15.4 ℃;第2個(gè)tanδ峰值為0.32，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為68.3 ℃，tanδ大于0.3對(duì)應(yīng)的溫度范圍是66.5～69.6 ℃；第3個(gè)tanδ峰值為0.09，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為102℃。與EPDM相比，EPDM/防老劑1010復(fù)合材料在高溫區(qū)域的阻尼性能明顯提高，有效阻尼溫域大幅加寬。

圖8 EPDM/防老劑1010復(fù)合材料的tanδ-溫度曲線

2.9 EPDM/防老劑1076復(fù)合材料的阻尼性能

EPDM/防老劑1076復(fù)合材料的阻尼性能如圖9所示。從圖9可以看出：EPDM/防老劑1076復(fù)合材料有3個(gè)tanδ峰，第1個(gè)tanδ峰值為0.56，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為－30.3 ℃，tanδ大于0.3對(duì)應(yīng)的溫度范圍是－38.9～－18.3 ℃；第2個(gè)tanδ峰值為0.2，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為55.4 ℃。與EPDM相比，EPDM/防老劑1076復(fù)合材料在高溫區(qū)域的阻尼性能提高，有效阻尼溫域大幅加寬。

圖9 EPDM/防老劑1076復(fù)合材料的tanδ-溫度曲線

2.10 EPDM/防老劑1520復(fù)合材料的阻尼性能

EPDM/防老劑1520復(fù)合材料的阻尼性能如圖10所示。從圖10可以看出：EPDM/防老劑1520復(fù)合材料有2個(gè)tanδ峰，第1個(gè)tanδ峰值為1.41，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為－41.7 ℃，tanδ大于0.3對(duì)應(yīng)的溫度范圍是－53.8～－25.9 ℃；第2個(gè)tanδ峰在高溫區(qū)域，峰值較低，接近0.2，但跨越的溫度范圍很大，為20～150 ℃。與EPDM相比，EPDM/防老劑1520復(fù)合材料在高溫區(qū)域的阻尼性能明顯提高，有效阻尼溫域大幅加寬。

圖10 EPDM/防老劑1520復(fù)合材料的tanδ-溫度曲線

2.11 EPDM/增粘樹脂BH-1/樹脂王/增粘樹脂GC/防老劑1010復(fù)合材料的阻尼性能

不同增粘劑和防老劑對(duì)提高EPDM阻尼性能的能效不同。將多種增粘樹脂和防老劑混合加入EPDM中，以考察其協(xié)同作用。

EPDM/增粘樹脂BH-1/樹脂王/增粘樹脂GC/防老劑1010復(fù)合材料的的阻尼性能如圖11所示。從圖11可以看出：該復(fù)合材料有2個(gè)損耗峰，第1個(gè)tanδ峰值為0.75，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為－31.2 ℃，tanδ大于0.3的溫度范圍是－40.5～－15.0 ℃；第2個(gè)tanδ峰值為0.44，最大tanδ對(duì)應(yīng)的溫度為92 ℃，tanδ大于0.3的溫度范圍是82.4～100.3 ℃。與EPDM相比，復(fù)合材料高溫區(qū)域的阻尼性能明顯提高，有效阻尼溫域大幅加寬。

圖11 EPDM/增粘樹脂BH-1/樹脂王/增粘樹脂GC/防老劑1010復(fù)合材料的tanδ-溫度曲線

3 結(jié)語

增粘樹脂BH-1、增粘樹脂CH-FE、EPDM專用增粘樹脂、增粘樹脂CH-FR、增粘樹脂GC、樹脂王、防老劑1010、防老劑1076、防老劑1520及其混合物均能顯著提高EPDM的高溫阻尼性能，拓寬有效阻尼溫域。